JPH0317611A - 光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、側面が鏡面となっている多面鏡をモータによ
って回転し、該鏡面に入射した光を該回転によって偏向
して反射する光偏向器に関するものである。

【従来の技術】

第３図に、従来の光偏向器を示す．第３図において、１
は軸、１−１は動圧発生用溝、２はハウジング、３は回
転スリーブ、４はカバー、４〜１は入射窓、５はヨーク
、６はマグネット、７はステータコア、８はスタノド、
９は基板、ＩＯは磁気検出素子、１１は多面鏡、ｌ２は
フランジ、ｌ３はネジ、１４はウィンドガラス、ｌ５は
隙間である。 軸１の一端は、ハウジング２に固着される。軸１の表面
には、ラジアル軸受として働く動圧発生用溝１−１が設
けられている。ラジアル軸受は、回転軸に対して直角の
方向に力が働いても、回転の中心が所定の位置よりズレ
ないようにするための軸受である． モータのロータ部は、軸１に隙間１５を隔てて嵌挿した
部分であり、回転スリーブ３、それに圧人あるいは接着
等により固着されたヨーク５およびマグネット６で構威
されている。 このロータ部に、多面鏡ｌ１が取り付けられる。 取り付けは、多面鏡１１の中心孔を回転スリーブ３に嵌
挿し、上からフランジ１２を当て、不ジｌ３によって回
転スリーブ３に固定することによって行う。 一方、モータのステータ部は、次のものから構或されて
いる。即ち、ハウジング２、ハウジング２に一端が圧人
等によって固着された軸１、同じくハウジング２に固着
されたステータコア７（なお、図示されていないが、ス
テータコア７にはトロイダルコイルが巻回されている）
、ステータコア７に取り付けられたスタッド８によって
支持される基板９、基板９上に植立設置された磁気検出
素子１０等から構成されている。 マグネット６は永久磁石であり、対向するステータコア
７との間には磁気的吸引力が働いている．この吸引力は
、マグネット６とステータコア７との対向位置が、モー
タの軸方向（スラスト方向）にズレないようにする作用
をする。 つまり、第３図において、マグネット６が上に移動した
時には、前記吸引力に下方へ引き下げる威分が現れて引
き下げられるし、下に移動した時には、上方に引き上げ
る戒分が現れて引き上げられる。かくして、マグネット
６とステータコア７とは、前記磁気的吸引力により、軸
方向の所定位置にて対向せしめられるようにされる。即
ち、マグネット６とステータコア７により、磁気的スラ
スト軸受が構成されている。 磁気検出素子１０としては、例えば、ホール素子が用い
られる．これは、マグネット６の漏れ磁束を検出して、
マグネノト６が回転する際、Ｎ極が通過したかＳ極が通
過したかを検出する。 検出信号は、基仮９に印刷された配線を通して、図示し
ない制御部へ送られる。制御部では、この検出信号を基
に、ステータコア７の各個所に巻回されているトロイダ
ルコイルに流す電流の向きを決める。その結果、マグネ
ット６との相互作用により回転を持続する方向の力が発
生させられる。 回転スリーブ３が回転すると、動圧発生用溝１１により
、軸１の周囲（隙間ｌ５の部分）に高い圧力の空気層が
生ぜしめられる。この圧力により、回転スリーブ３は軸
ｌより浮いた状態で支持されることになる。即ち、動圧
空気軸受が構成される。 なお、上例では、動圧発生用溝を軸ｌの外周に設けてい
るが、回転スリーブ３の内壁に設けるようにしてもよい
。 そして、前記空気層が、ロータ部の回転中心を一定に保
つ作用をする。例えば、回転スリーブ３が第３図の右方
にズレたとすると、右方の隙間は大となり、その部分の
隙間の圧力はズレる前より小となる。一方、左方の隙間
は小となるから、その部分の隙間の圧力はズレる前より
大となる。圧力の大小関係が上記のようになると、回転
スリーブ３は左方に押され、最終的には元の位置へ戻さ
れることになる． 多面鏡ｌ１は、軸方向の上方から見た場合、多角形を成
しており、その周側面には多数の鏡面を有している。 ウインドガラス１４→人射窓４−１を通って入射された
レーザー等の光ビームは、多面ｆｆｌｌｌの鏡面で反射
され、入射窓４−１→ウインドガラス１４を通って外部
へ出て行く。第ｌの鏡面に光ビームが入射されていて、
多面鏡１１が回転すると、該光ビームの反射光ビームは
徐々に向きを変えさせられる。つまり、偏向される。 回転が進んで、次の第２の鏡面が回転して来ると、今度
はこれに入射する。この第２の鏡面でも、第ｌの鏡面と
同様にして偏向が行われる。従って、反射光ビームは、
一定の角度範囲内を走査する形となる。走査速度は、多
面鏡１１の回転速度に依存する．

【発明が解決しようとするＪ題】

（問題点） しかしながら、前記した従来の光偏向器には、多面鏡を
回転させる際の風損が大きいという問題点があった。 （問題点の説明） モークの風損は、空気の抵抗に逆らって回転するために
要する電力（ワノト，Ｗ）のことであるが、この風損は
、回転速度が高速であればあるほど、また周囲の壁との
間に存在する空気量が多いほど大となる傾向がある。 ところが、光偏向器の回転は高速であり、しかも多面鏡
１１周辺部とそれを取り巻くカバー４との間には、少な
からざる空気量があった。そのため、風損を無視するこ
とが出来なかった。 風損が大きいと、モータに給電する電力を大にしてやる
必要があるが、そうするとコイルを初めとして導線に生
ずるジュール熱が大となり、光偏向器内の温度が上昇す
る。温度が上昇すると、多面鏡１１の鏡面に熱による歪
みを生ずるなどして、光の偏向が正確に行われなくなる
。 以上述・べたように、風損が大きいと、電力を余計に消
費すると共に、偏向が正確に行われなくなるという不都
合が生ずる。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。

【課題を解決するための手段１ 前記課題を解決するため、本発明では、多面鏡の回転速
度は光偏向器の用途面からの要請により低速にすること
は出来ないので、多面鏡の周囲に存在する空気量を少な
くして風損を低減すべく、次のような手段を講した。 即ち、本発明では、七ータによって回転される多面鏡を
有する光偏向器において、光の入射を許ず切欠部を具え
た周壁を多面鏡の回転周辺部に接近させて立設すること
とした。 【作　　用】 前記の如く、多面鏡の回転周辺部に接近させて周壁を立
設すると、多面鏡から周壁までの間に存在する空気の量
が少なくなるので、多面鏡の回転に伴い生ずる風田を少
なくすることが可能となる．風撰が少なくなると、それ
だけ光偏向器に給電しなければならない電力は少なくて
済み、ジュール熱は小となる。そのため、光偏向器内の
温度上昇も低く、温度上昇による鏡面の歪みも小となり
、正確な偏向を行わせることが可能となる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 第ｌ図は、本発明の実施例にかかわる光偏向器である。 符号は、第３図のものに対応している。 そして、２−１はハウジング２に設けられた周壁、２〜
２は該周璧の切欠部である。 第３図と同し符号部分の構威および動作は、第３図の場
合と同様であるので、それらについての説明は省略する
。 横或上、従来のものと異なる点は、ハウジング２の上方
を延長する形で、多面鏡ｌ１の回転周辺部に接近させて
周壁１−１を立設した点である。 なお、周壁２−１には、入射光を遮らないよう切欠部２
−２が設けられる。 カバー４は、周壁２−１の外側に沿って下降させて被せ
る。そして、図示しないネジ等によりハウジング２に固
定される。 第２図に、多面鏡と周壁の部分の斜視図を示す。 レーザー発振器１６から出された光ビームは、切欠部２
−２より入射し、多面鏡ｌ１によって反射される。反射
光は、多面鏡１１の回転Ｃこよって偏向される。 第４図に、多面鏡１１から周壁２−１までの距離と風損
との関係を示す。ここに、多面鏡１ｌから周璧２−１ま
での距離とは、第５図に示すように、多角形を威す多面
鏡】ｌの頂点から周壁２ｌの内面までの距離である。 第４図の関係によれば、周壁２−１までの距離を１０ｍ
ｍから１ｍｍへと小にする程、風Ｌ貝も徐々に減少し得
ることが分かる。 しかし、あまりに距離を小にすると、ロータ部の回転時
のぶれにより多面鏡ｌ１が周壁１−１に接触する恐れも
あるし、加工精度の高度化による加工コストの上昇等と
いった好ましくない要素も出てくる，従って、多面鏡Ｉ
１から周壁２−１までの距離をどの程度にするかは、そ
れらの要素も考慮しつつ適宜決める必要がある。 なお、上例では、ハウジング２に周壁２−１を設けたも
のを示したが、カバー４に設けるようにしてもよい。風
ｔ員を低減するという点では、両者で変わりはない。し
かし、光偏向器の組立作業時においては、次のような点
で相違がある。 ■　周壁をハウジング２に設けた場合。 多面鏡ｌ１と周壁２−１との距離が小なので、多面鏡１
ｌを取り付けたロータ部を軸ｌに装着する作業の際、鏡
面を周壁２−１に接触させて傷つけてしまいそうに思わ
れる。 しかし、ロータ部の軸穴が軸１に一寸でも嵌合されると
、そのあとは軸ｌにガイドされつつ下降するので、多面
鏡１１が左右に傾いて周壁２−１に接触することはない
。従って、周壁２ｌによって鏡面が傷つけられることは
ない。 次に、カハー４を被せるわけであるが、カバー４の下端
部を周壁２−１の外面に沿って下降させながら被せるの
で、この時も多面鏡１１に傷を付けたりすることはない
。 ■　周壁をカバー４に設けた場合 多面鏡ｌ１を取り付けたロータ部を軸１に装着する作業
の際は、カバー４はまだ被せないから、鏡面がカバー４
に設けた周壁に接触して傷つけられることはあり得ない
。 次にカバー４を被せる作業をするわけであるが、カバー
４の姿勢は何んら規制されていないから、掻く僅かの距
離しか離れないよう作られている周壁が、この作業の時
に鏡面に接触して傷つける恐れは充分にある。鏡面は光
偏向器の最も大切な部分であるから、これを傷つけるよ
うな作業を強いる構造は好ましくない。 しかし、鏡面に接触しないようカバー４の姿勢を規制し
、その姿勢のまま前進させて被せることが出来るような
治具を用いれば、周壁をカバー４に設けた場合でも、組
立作業時に鏡面を傷つけることはない。 なお、上記実施例では、動圧空気軸受をラジアル軸受と
するモータを用いているものを示したが、他の軸受を有
するモータを用いた光偏向器に対しても本発明が適用で
きることは勿論である。

【発明の効果】

以上述べた如く、本発明の光偏向器によれば、多面鏡の
回転周辺部に接近させて周壁を立設し、多面鏡から周壁
までの間に存在する空気の量を少なくしたので、多面鏡
の回転に伴い生ずる風損を少なくすることが出来る。 風損が少なくなると、それだけ光偏向器に給電しなけれ
ばならない電力は少なくて済むので、ジュール熱は小と
なり、光偏向器内の温度上昇も低くなる。そのため、温
度上昇による鏡面の歪みも小となり、より正確な偏向を
行わせること力咄来る。 図において、■は軸、１−１は動圧発生用溝、２はハウ
ジング、２−１は周壁、２−２は切欠部、３は回転スリ
ーブ、４はカバー、４−１は入射窓、５はヨーク、６は
マグネソト、７はステータコア、８はスタンド、９は基
板、１０は磁気検出素子、２は多面鏡、ｌ２はフランジ
、ｌ３は不ジ、ｌ４はウインドガラス、ｌ５は隙間、ｌ
６はレーザー発振器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータによって回転される多面鏡を有する光偏向器にお
   いて、光の入射を許す切欠部を具えた周壁を多面鏡の回
   転周辺部に接近させて立設したことを特徴とする光偏向
   器。